200803306 九、發明說明: 【每明所屬之技術領域】 路節=====法’_用^形網路上各網 暗作^ β 、方法,以簡易汛息交換達到備援與故 【先前技術】 t著、、、罔路貝料父換的需求漸漸增加,網路上各設備間 =各種通轉定(卿。⑶1)來達成更有效率的溝通, (br〇adcast packe〇 ^的方式使各網路設備能互相知道(acknowledgement) 4此的存在,並且其中更交換了一些基本訊息 ,包括網路 立址(IP addreSS)、媒體存取控制位址(Media Access Control’ MAC) ’用以指定封包的目的與來源端。 i如第一圖所示的環形網路架構示意圖,其中顯示一個 % =網路上有四個網路節點(⑽㈠Μ,此例中每一個網 路即點由二個單元組成,分別為連結介面單元(L.nk Interface Unit) 11、網路介面單元(細肅k㈣咖㊁Unit) 與終端介面單元(丁ermmal Interface umt) i3,各網路 節點ίο由連結介面單元n相互連接,以纜線i4,i5相連 士成個雙㈣(dualrmg)的網路架構,兩條繞線i4,i5 ^負責兩财向的傳輸,上述連結介面單元n控制各網路 節點10的資料傳遞,而終端設備(如電腦)連接至各節點 K)的終端介面單元13,藉以進行封包交換(switch),網 路;丨面單兀12則控制各封包於各網路節點1〇上的傳遞, 200803306 如封包的轉送(forward)、 與拆裝 uecapsulat聰)等。且封衣(encapsulatlon) 路節ί'Γ/節點10透過境線14,15與環狀網路上鄰接的網 ,咏⑷亚2^連結介面單^ 11連線纜線之一(如 t個t)傳遞貧料與同步校準(sy—⑽)訊息至 路節點10,再藉另一纜線 回覆的同步校準訊息。 封包傳遞過程’若遇到傳遞失敗,或是網路線中斷 3 通訊齡亦可提供部分故障復原㈤〇资) :,故卩讀原係為—種系統備份(backup)的方法, 備用系統作為救援或是替換原本失敗的系統,如 =圖^用於-環形拓撲網路故障復原的方案,其網路 木構如同弟一圖所示。 如第二圖所示’四個網路節點分別為伽,隱此盘 I0d ’若網路節點10a與網路節點1〇d間傳遞的訊號有許 誤’如纜線壞掉導致網路斷線(如圖式中標示為x的: 分),該網路上的網路節點則會簡設定連線,使資料能順 利傳遞,如本來在節點10a與10d間傳遞的資料即需以圖 式中框住部分20的連線達成傳遞任務。 而口 上述技術係利用雙環形的網路連線達成故障復原的目 的,以此技術產生更穩定的網路交換的環境,提高容錯 (fault tolerance )能力。 曰 美國專利第5,191,579號揭露一種環形網路切換控制 裝置(Ring network switching control device),其中之二每 施例如第三圖所示的環形網路架構示意圖,環形網路上$ 200803306 工作站A,B,C與d, 兩個網路系統^與相鄰以兩條網路線相連接,分別 提供:物避免於網路連缘發生㈣時 用女口時,系統3]反τ + 站A,B,C與 為正在使用的網路系統,圖式令 間的連線發生錯實線物^ 使工作站B企c ;',該專利可藉由其中揭露的切換‘ 錯誤的訊,1由工作;^=則蝴統2,此時,— 連線,而工作站傳遞到工作站A是使用系統31 32的連線。當錯誤4=站/的訊號傳遞則是使用系統 並由工作站D傳逆由工作站A傳遞到工作站D , 切換為系統32。。彳工作站c後,整個連線即由系統31 【發明内容】 不同於習知枯 援與故障復;&供利肖雙環形祕架構形成的備 的切換機制知網路連線發生問題時提供 網路節點間以心6是供一種網路訊息交換方法,藉各 容錯能力。θ 、位址傳遞達到冗餘備份的功效與提高 網路中包括有複咖 的網路節IM# « _ 相互與相鄰
addreu、4 至)包括網路位址(IP 等,杏甘^哉別名稱(ID)與實體網路位址(MACaddress) 鄰近;路節點間連線發生錯誤的問題時,該 即,.、、占营立即知悉此錯誤發生,並發送控制訊息框 8 200803306 H]路郎點,至其他 獲此網路錯誤的訊自 壻都接 會重新設卩產生一備_方式,網路 位置,婉由及=包路徑,使封包路徑不會經過網路錯誤 與故障復心遞,以此手段能㈣有效地進行備援 fe撲叫訊息交換方法之較佳實施例係建立—環形 點相、車構’其巾方法步驟包括先建立複數個網路節 點相連的貫體網路,接著進行-交握程序,並且夂網= =與細P的網路節點交換其唯一識別的網路資訊,藉: 之藉ΐ,當產生網路錯誤時,由該相_ _ Χ ^ 控制汛息框得知錯誤訊息,能快速重 'Ο ^亥衣形網路的網路封包傳遞路徑。 # 上述it,網路為一單環形拓撲的網路架構,而各網路 二點之較佳貫施例為—有連線網路能力_路設備 白、,路貝訊可包括-網路位址(Ιρ)、—網路名稱㈤)盘 貫體網路位址(mac )。 另外,本發明網路訊息交換方法之另一實施例中,所 建立的環形拓撲的網路架構係可應帛於發^纟_錯誤時的 ,援與故障復元機制,包括有先由複數侧路節點相連的 衣形架構經過-交握㈣、相鄰網路節點交換—網路資气 須路,當偵測環形網路產生改變時:各 即”” D目郯之5亥網路節點傳遞一控制訊息框,娘夂節 3;:的使Γ形網路中的各獨 200803306 【實施方式】 連線區域網路(LAN)的電腦系統需要在所處網路上 進行一些訊息的交換,讓各電腦系統能收集到其鄰近的網 路貢訊(network information),一般來說,電腦系統間可 藉彼此發送廣播封包(broadcast)來相互傳遞初始訊息, 包括來源與目的位址、信息類型(message type)、傳輸埠 (port)等,相互接收訊息後形成一個區域網路。 本發明則揭露一種網路訊息交換方法,提供一種簡單 達成區域網路上相互交握(handshaking)的方法。如第四 圖所不的環形(Ring)拓撲的網路架構示意圖,環形網路 40係由衩數個網路節點組成,各節點相互以一條纜線从 連接形成一環形網路,其中包括網路節點41,43, ,各節 點41,43, 45可為各種可連線網路的設備,如電腦系統、網 路父換器(switch)等,各節點41,43, 45可再連線複數個 網路終端設備401,402, 403, 404。 裱形網路40上的複數個網路節點41,43,45於啟動 後,在進行交握程序(如三向交握,three—way handshaking)時,包括開始先傳遞 SYN (synchr〇nize) 封包,接收端再回傳SYN-ACK (ackn〇wledgement)封包, 原本傳送端接獲SYN-ACK封包後,再回傳ACK封包以完成 此交握程序。此交握程序可用於檢查訊號相互傳遞是否出 現問題,於傳送瓣封包時,AGK應答封包可作為錯誤檢 查與確認傳送成功訊息,如果經檢查後確認資料傳送成 功,則以此回應,若傳送端並無收到此應答框,則會於一 10 200803306 段時間後績傳(retransmit)前次傳送的資料。 於進仃父握程序的同時,與鄰接的網路節點交換網路 育訊’如網路節點43僅與網路節點41與網路節點佔交換 網路資訊,並不與其他非鄰近的節點上的設備進行訊=交 換。因為本發明所提供的網路訊息交換方法僅與該節點二 鄰近節點進行網路資訊交換,不同於f知技術需要廣播至 ,路上的所有設備,故可簡化許多訊息傳遞的步驟。上述 貫施例係以乙太網路(Ethernet)為基礎的網路環境,所 交換的訊息至少包括該區域網路上唯一的網路位址 (Internet Protocol address, IP address) . t 位址(physical address)、各網路節點的識別名稱(m 等。 ^ 本發明因為使用簡化的節點間交握的手段,故在之後 網路出現問題時,#能快速有效地進行備援與故障復原的 動作。 μ ^各網路節點於進行交握程序與訊息交換後,形成一個 =形網路,之後即可在各網路節點間進行資料傳送,其中 貪料框(data frame)為連續的位元值(bit)所組成,包 括作為定界(delimiter)的起始與結束旗標(flag)位元, 方;起始與結束位元之間,一個資料框除了有欲傳送的資料 位元外,通常包括有位址區、控制區與檢查用的位元值等。 本發明在網路型態或拓撲(t〇p〇l〇gy)改變時,更利 ^ 一或多個控制訊息框(C〇ntr〇1 作為網路上各 節點(node)間資料框傳遞前的狀態溝通,其中内容如第 五圖所示之實施例,包括有起始位元(start Mt) 5〇1、 200803306 網路位址(IP address)包括來源位址(SOUrce address) 503與目的位址(destination address) 505、控制旗標 (flag) 507、辨谶位元(identification,ID) 509、訊 框型態(frame type) 511、埠號(port number) 513 與 結束位元(end bit) 515等。 上述網路型態或拓撲改變的狀態大致包括有纜線損毁 造成貢料傳遞失敗,或是網路上節點故障造成資料傳遞失 敗,或疋任何其他造成網路出現問題的原因,此時,鄰近 貢料傳遞錯誤發生的位置的網路節點會對其鄰近節點或網 路設備發送上述控制訊息框,實施例如第六圖所示,係於 本發明網路訊息交換方法用於網路錯誤時的實施例之一的 示意圖。 圖式中的環形網路60中包括有複 ,咖,66,在彼此建立連線之初連上; 路即』冒相互與相鄰的網路節點傳遞網路資訊,至 網路位址、識別名稱與實體網路位址等,故 相鄰=網路節點的網路資訊。另外,ς路= 下,各網路節點先以演曾 衣升广罔路的運作 向,舉例來說,圖式中D t —個育料傳遞的方 傳遞的方向,若方向為原始資料 該資料的傳遞路徑會經過網二貝 65欲傳資料至網路節關,則會經過路節點 當網路節點66盥網路節點 即^ 66。 其他連線方式發生傳遞錯誤的問:=規線或是 位置E發生錯誤’此時,點61與其:=:= 200803306 斷’比如交握㈤義一)失 料t 傳錯誤訊息,網路節點61會知悉此錯 …’立即發送上述控制訊息框至相鄰的網路 罔路^點66 &會發送上述控制訊息框至相鄰的網路點 遞控::點62與6?會繼續與相鄰的_^^ 獲此網路錯誤的^上的節點或設備都接 ί=6 ?域變上述資料傳遞方向,如原本會經由網路 H66至網路節點61的封包會重新設定(re-c〇nflgure) ,使封包路徑不會經過網路錯誤位置e,經 速有Hi遞’如圖式中箭頭603的方向。以此手段能快 、有放也進行備援與故障復原的動作。 61,二t述各網路節點之實施態樣為網路交換器 mH64,,祝,66,,環形網路60上的各網路交換器 =二自有邊網路交換器所屬的區域網路,如第七圖所示 ^例’連線—或袓數個如電腦系統等的終端設備形成 的區域網路61〇,62〇,63〇,64〇,65〇,66〇,當封 此 路交換器傳遞至其他區域網路,本發明 :的備援與故障復原的機制。如第七圖戶 内的終端没備1欲傳遞至另-區域網路650中的終端 原本網路封包預没由終端設備1經過網路交換器 、64’與65’到達終端設備2,但於圖式中網路錯誤位置 ^生網路連線錯誤的問題,顧各網路交換器間的控制 :的相互傳遞,而重新設定網路封包路徑,該封包傳 这的路經則可依序經過網路交換器63,、62,、61,、66,座 65’ ’最後到達目的端。 ^ 13 200803306 程圖 第八圖係為本發日_路訊息交換方法之較佳實施例流 勺括查“1至步驟S8°7係形成, 複數個網路節點以網路相 ,兩個網路璋對外連線,兩兩串列相接形成一單= =ng e ing)拓撲的架構(步驟幼〇1),盆 ;實施例為各式有連線網路能力的網路設備= 乂換态(swatch)、電腦系統等; 、罔路 ,0/7方、貝版網路相接之後,各網路節點發送廣播封包遍士 ::路節點進行交握程序,如三向交握程序,包:傳= 、匕、回應SYN_ACK封包與再回應ACK封包,以聿^ 、、、罔路連線(步驟S803 ); 建立 ,著’或是同時’各網路節點與婦網路節 間化的網路資訊,此網路資訊為複數個網路節點=、、二 路中唯-的識別資訊,包括各網路節點唯一的網路形網 (卬)、網路名稱(ID)與實體網路位址(MAC)等,11址 路資矾除了實體相鄰的網路節點外,並不傳遞至其他匕、、、罔 同—網路的網路節點,藉以減低網路上廣播封包^佔屬於 頻寬(步驟S805 ); 據的 在父換網路資汛後,即建立一以乙太網路為基护 形拓撲的網路架構(步驟S807)。 疋的環 、如上述環形網路的建立流程,本發明網路訊息交 去所應用之通机協疋知僅針對相鄰的網路節點進行、方 亚不涉及整體網路的通訊協定,可大大簡化網路通=、’ 程與頻寬利用,因為各網路節點僅了解相鄰 、過 、或網略 14 200803306 =。:=,產生網路錯誤時,僅由相鄰的網路節點 遞。,::框仔知錯块訊息,能快速反應重組網路封包傳 二错以達到備援與故障復原的目的。 、 =本發明方法所達龍障復原的流程如第 點故誤’包括網路相連遭線中斷或節 誤,如交握^序、不Λ =節點對外的訊息被令斷或錯 耘序不成功、廣播封包被錯誤回應,於另一每 ===息傳遞錯誤導因於網路拓撲改變,因為二 Γ而產生網路錯誤的訊息(步驟_):此 控制;;:=3的 訊自框播^ Μ5當相鄰的網路節點接收此控制 框、σ用廣播封包向鄰近網路節點發送控制訊自 二== 路節點傳遞,直到整個環形網路二 路封包傳遞路徑,重建i…之後’重新設定網 位置(步侧爾上述網路錯誤的 到備援與輯麟轉(_叫籍以達 綜上所述,本發明網路 六 定僅針對相鄰的網路節點訊息^,、可用之通訊協 程,故因此可快速達到故障復原的機制 通訊的過 拘二,即 效結構變化,均同理包二 15 200803306 【圖式簡單說明】 第一圖係為習用技術環形網路架構示意圖; 第二圖係為習用技術環形網路中發生錯誤時的示意 圖; 第三圖係為習知技術雙環形網路架構示意圖; 第四圖所示係為本發明的環形拓撲的網路架構示意 圖; 第五圖所示為本發明控制訊息框之内容示意圖; 第六圖所示為本發明網路訊息交換方法用於網路錯誤 時的實施例之一示意圖; 第七圖所示為本發明網路架構之實施例示意圖; 第八圖係為本發明網路訊息交換方法建立網路之較佳 實施例流程圖; 第九圖係為本發明網路訊息交換方法故障復原之較佳 實施例流程圖。 【主要元件符號說明】 網路節點10 連結介面單元11 網路介面單元12 終端介面單元13 纜線14,15 框住部分20 16 200803306 工作站A,B,C,D 系統31,32 網路節點41,43, 45 環形網路40 纜線44 網路終端設備401,402, 403, 404 包括有起始位元501 來源位址503 目的位址5 0 5 控制旗標507 辨識位元5 0 9 訊框型態511 埠號513 結束位元515 環形網路60 網路節點 61,62, 63, 64, 65, 66 箭頭 601,603 網路錯誤位置E,E ’ 區域網路 610, 620, 630, 640, 650, 660 終端設備1,2 網路交換器 61’,62’,63’,64’,65’,66’ 17